專利名稱：一種大導程滾珠螺母磨削的數控連續修整方法
技術領域：
本發明涉及一種大導程螺母加工工藝，具體地說是一種能夠保證螺母滾道截形精度的大 導程滾珠螺母磨削的數控連續修整方法。
技術背景滾珠絲杠副具有定位精度高、傳動效率高、同步性好、使用壽命長等特點，在數控機床、 精密儀器、高精度測量儀器、自動化生產線等領域應用及其廣泛。滾珠螺母作為滾珠絲杠副 傳動的關鍵部件，在很大程度上決定其運轉特性。隨著自動化控制技術的高速發展和工業機 械手的普遍應用，對大導程滾珠絲杠副的需求量日益增加。大導程滾珠螺母與普通的滾珠螺母相比，具有以下幾個特點(1)導程大，普通滾珠螺母的導程一般為4-20mm,而大導程的滾珠螺母可以達到40;w/w甚至以上，采用傳統的加工工 藝對大導程的滾珠螺母滾道進行加工，難度大而且精度不能保證。(2)滾道螺紋升角大，相 同直徑的兩種絲杠副，因導程不同，其滾道螺紋升角可能會相差好幾倍。(3)滾道精度要求 高，大導程滾珠螺母一般用在工業機械手上作為精密傳動。附圖l說明了大導程螺母采用普通 磨削工藝時會使得磨桿與螺母產生干涉現象。滾珠螺母滾道的法向截形都是采用兩條圓弧拼接而成。滾珠螺母內滾道一般都是以磨削 作為其最后一道工藝，因此如何提高磨削精度，以及使砂輪軸截形簡單，成為了制造滾珠絲 杠副的關鍵技術之一。滾珠絲杠螺母滾道磨削的傳統加工方法是使砂輪磨桿和螺母軸線的夾 角等于螺母的螺旋升角，螺母繞其自身軸線做旋轉運動，砂輪沿著一條與螺母軸線平行的直 線做直線運動。螺母的轉速和砂輪直線運動的速度符合一定比例，在兩者的復合運動下，磨 削出螺母的成型滾道。但是，隨著高速進給機構的日益增長的需要，大導程滾珠絲杠副的需 求量也日益增長。滾珠絲杠副導程的增長，不可避免的使得滾珠螺母的螺旋升角也相應增大。 隨著螺旋升角的增大，在使用傳統方法加工螺母時，磨桿和螺母的端面可能發生碰撞，這直 接影響到可加工螺母的長度和精度。發明內容為了精確加工大導程滾珠螺母，本發明的目的是提供一種大導程滾珠螺母磨削的數控連 續修整方法，該方法對大導程滾珠螺母磨削精度高，砂輪軸截形簡單，保證了滾道的加工精 度，可應用于高精度大導程滾珠螺母的加工。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種大導程滾珠螺母磨削的數控連續修整方法，其特征在于砂輪磨桿與滾珠螺母軸線 的夾角在任意安裝角度下對滾珠螺母內滾道進行磨削精加工，它包括以下步驟1) 備料；2) 滾道粗加工；3) 對滾珠螺母進行熱處理，保證硬度》HRC58;4) 對大導程滾珠螺母進行磨滾道精加工，步驟如下① 根據螺母滾道曲面得到砂輪的理論軸截形；② 根據砂輪的理論軸截形得到修正后的砂輪軸截形曲線；③ 對砂輪進行修正；④ 采用砂輪對大導程滾珠螺母進行磨滾道精加工；磨削滾道分多次進行，每隔一次或 幾次磨削就對滾道截形重新計算，重新修整砂輪，再磨削螺母滾道，循環數次后得到大 導程滾珠螺母。本發明步驟4)中，砂輪廓形的設計詳見專利名稱為"大導程滾珠螺母磨削砂輪廓形的 精確設計方法"的發明專利申請，申請號為200610052489.2。具體是基于螺旋曲面磨削加 工原理，砂輪回轉面與被加工的滾珠螺母內螺旋滾道面會形成一條空間的接觸線(即切削線)。 根據己知滾珠螺母滾道法向截形參數和砂輪安裝的工藝參數，建立滾珠螺母滾道面方程，求 出砂輪與滾珠螺母螺旋滾道面之間的一系列接觸點，即得到砂輪的廓形曲線。將該廓形曲線 繞砂輪軸線回轉得到砂輪的回轉面，即為任意安裝角度下的砂輪廓形。具體步驟如下1、 建立滾珠螺母坐標系，砂輪坐標系，滾珠螺母滾道法向坐標系2、 建立滾道曲面幾何模型3、 求解砂輪截面與滾道接觸點的坐標4、 計算變量取值范圍內砂輪與滾道的所有接觸點，并將接觸點轉換到砂輪坐標系，即得 到砂輪的廓形曲線，將該廓形曲線繞砂輪軸線回轉得到砂輪的回轉面，即為任意安裝角度下 的砂輪廓形。本發明中，砂輪磨桿與滾珠螺母軸線的夾角不能為零，以往的研究表明，若采用磨桿與 螺母軸線夾角為零的方法，雖然加工長度無限制，但出現了滾道過切現象，得到的滾道法向 截形不是完美的雙圓弧。本發明利用螺旋曲面磨削加工成型原理，建立任意安裝角度下，滾 珠螺母磨削加工砂輪廓形的計算模型，并用計算機編制計算程序。本發明磨削滾道需要分多次進行，每次磨削時滾道的截形都將發生變化，所以每隔一次 或幾次磨削就需要對滾道截形重新計算，重新修整砂輪，再磨削螺母滾道，循環數次后加工 完成螺母。與現有技術相比，本發明更好的保證了滾道的精度，對大導程滾珠螺母磨削精度 高，砂輪軸截形簡單，可應用于高精度大導程滾珠螺母的加工。
圖l是大導程螺母采用普通磨削工藝時磨桿與螺母產生干涉現象的示意圖。圖2是本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
一種本發明所述的大導程滾珠螺母磨削的數控連續修整方法，砂輪磨桿與滾珠螺母軸線 的夾角在任意安裝角度下對滾珠螺母內滾道進行磨削精加工，具體工藝流程見附圖2，它包 括以下步驟首先備料，再滾道粗加工，然后對滾珠螺母進行熱處理，保證硬度》冊C58;采用名稱 為"大導程滾珠螺母磨削砂輪廓形的精確設計方法"的發明專利申請，申請號為200610052489.2中的方法，對砂輪廓形進行設計，并對大導程滾珠螺母進行磨滾道精加工， 具體步驟如下① 根據螺母滾道曲面得到砂輪的理論軸截形；② 根據砂輪的理論軸截形得到修正后的砂輪軸截形曲線；③ 對砂輪進行修正；④ 采用砂輪對大導程滾珠螺母進行磨滾道精加工。磨削滾道分多次進行，每隔一次或幾次磨削就對滾道截形重新計算，重新修整砂輪，再 磨削螺母滾道，循環數次后得到大導程滾珠螺母。本發明對大導程滾珠螺母磨削精度高，砂輪軸截形簡單，更好的保證了滾道的精度，應 用于高精度大導程滾珠螺母的加工。
權利要求
1、一種大導程滾珠螺母磨削的數控連續修整方法，其特征在于砂輪磨桿與滾珠螺母軸線的夾角在任意安裝角度下對滾珠螺母內滾道進行磨削精加工，它包括以下步驟1)備料；2)滾道粗加工；3)對滾珠螺母進行熱處理，保證硬度≥HRC58；4)對大導程滾珠螺母進行磨滾道精加工，步驟如下①根據螺母滾道曲面得到砂輪的理論軸截形；②根據砂輪的理論軸截形得到修正后的砂輪軸截形曲線；③對砂輪進行修正；④采用砂輪對大導程滾珠螺母進行磨滾道精加工；磨削滾道分多次進行，每隔一次或幾次磨削就對滾道截形重新計算，重新修整砂輪，再磨削螺母滾道，循環數次后得到大導程滾珠螺母。
全文摘要
本發明公開了一種大導程滾珠螺母磨削的數控連續修整方法，它包括以下步驟備料；滾道粗加工；對滾珠螺母進行熱處理，對大導程滾珠螺母進行磨滾道精加工，①根據螺母滾道曲面得到砂輪的理論軸截形；②根據砂輪的理論軸截形得到修正后的砂輪軸截形曲線；③對砂輪進行修正；④采用砂輪對大導程滾珠螺母進行磨滾道精加工；磨削滾道分多次進行，每隔一次或幾次磨削就對滾道截形重新計算，重新修整砂輪，再磨削螺母滾道，循環數次后得到大導程滾珠螺母。本發明對大導程滾珠螺母磨削精度高，砂輪軸截形簡單，保證了滾道的加工精度，可應用于高精度大導程滾珠螺母的加工。
文檔編號B23G1/36GK101323035SQ200810022439
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月21日 優先權日2008年7月21日
發明者余中杰, 承 程, 黃育全 申請人:南京工藝裝備制造有限公司